Вентильные дизель-генераторные установки переменной частоты вращения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат наук Кобяков Дмитрий Сергеевич

• Кобяков Дмитрий Сергеевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Кобяков Дмитрий Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ВАРИАНТЫ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНЫХ УСТАНОВОК ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

1.1 Принцип работы дизель-генераторной установки переменной частоты вращения

1.2 Варианты силовых топологий ДГПЧВ

1.3 Имитационное моделирование ДГПЧВ на базе понижающего ШИП

1.4 Имитационное моделирование ДГПЧВ на базе повышающего ШИП

Выводы

Глава 2. ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯНА БАЗЕ АКТИВНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ

2.1 Обоснование применения АВН в составе ДГПЧВ

2.2 Математическое описание АВН

2.3 Система регулирования ДГПЧВ на базе АВН

2.4 Оптимизация контуров системы автоматического регулирования АВН

2.5 Имитационное моделирование ДГПЧВ на базе АВН

Выводы

Глава 3. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНЫХ УСТАНОВОК ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

3.1 Параллельная работа ДГПЧВ на базе АВН и ДГУ

3.2 Имитационное моделирование параллельной работы ДГПЧВ на базе АВН и ДГУ

3.3 Параллельная работа двух ДГПЧВ

3.4 Имитационное моделирование параллельной работы двух

ДГПЧВ

Выводы

Глава 4. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ, АНАЛИЗ ТОПЛИВО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1 Принцип работы задатчика экономичного режима ДГПЧВ

4.2 Разработка регулятора оборотов частоты вращения ДВС на базе Ш77уПИ-регулятора

4.3 Расчёт топливной экономичности ДГПЧВ

4.3.1 Расчёт КПД синхронной машины

4.3.2 Расчёт КПД полупроводниковых преобразователей

4.3.3 Расчёт КПД трансформатора

4.3.4 Анализ топливной экономичности ДГПЧВ

4.3.5 Анализ топливной экономичности при параллельной работе ДГПЧВ и ДГУ

4.4 Экспериментальные исследования ДГПЧВ

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Вентильные дизель-генераторные установки переменной частоты вращения»

Актуальность темы

Около 15% территории России не присоединено к централизованному энергоснабжению. На указанных территориях, к которым относится часть Дальнего Востока страны, северные и ряд других регионов проживает более 12 млн. человек. Основными источниками электроэнергии для населения данных регионов являются дизель-генераторные электростанции. В настоящее время в России эксплуатируется около 50 тыс. дизель-генераторных электростанций, суммарная мощность которых составляет 17 млн. кВт. Годовая генерация электроэнергии и объем потребляемого дизельного топлива составляют 50 млрд. млрд. кВтч и 6 млн. т соответственно. Дизель-генераторные электростанции наряду с мини-ТЭЦ являются основой «малой» энергетики России. Электростанции данного типа подтвердили свою надежность при эксплуатации в составе различных технических объектов, в том числе транспортных (суда морского и речного флота и др.). Дизель-генераторные установки (ДГУ) способны длительно работать без технического обслуживания, отличаются компактностью и простотой в обслуживании, имеют относительно высокий КПД (0,4).

Однако ДГУ имеют существенный недостаток, связанный с повышенным расходом топлива двигателем внутреннего сгорания (ДВС) при работе электростанции на долевых режимах нагрузки, когда снижается мощность нагрузки в сети. Большинство дизель-генераторных электростанций работают с постоянной частотой вращения вала ДВС независимо от величины нагрузки в сети [2, 10]. Необходимо отметить, что работа ДВС с постоянной (номинальной) частотой вращения в режимах долевых нагрузок характеризуется повышенным удельным расходом углеводородного топлива, снижением КПД электростанции, а также постепенным закоксовыванием камеры внутреннего сгорания и выхлопной системы ДВС, что приводит к сокращению моторесурса ДВС [24, 25]. В 70-е годы ХХ века под руководством профессора Орлова В.А. были проведены исследования [60], которые показали целесообразность регулирования частоты вращения

6

ДВС на режимах его долевой нагрузки, что позволяет снизить удельный расход топлива на 20-30%, обеспечивая одновременно с этим оптимальный тепловой режим работы ДВС.

В настоящее время исследования и разработка дизель-генераторных установок переменной частоты вращения (ДГПЧВ) ведутся как зарубежными (Honda, Kypor, Hyuntai, Fubag), так и отечественными компаниями (ОАО «Сигма» (Ковров), АО «Звезда» (СПб), АО «НПЦ «Электродвижение судов» (СПб), АО КБ «Вымпел» (Н. Новгород)), а также научными коллективами ряда вузов страны (Томский ТУ, Саратовский ТУ, НГТУ им. Р.Е. Алексеева, ВГУВТ (Н. Новгород) и др.) [70-95].

Тематике исследования электротехнических генераторных комплексов переменной частоты вращения посвящены работы отечественных и зарубежных авторов: Загорского А. Е., Онищенко Г.Б., Титова В. Г., Хватова С. В., Хватова О. С., Шакаряна Ю. Г., Schumacher W., Pena R., Ricardo L.M. и др. Исследования дизель-генераторных установок переменной частоты вращения отражены в работах отечественных и зарубежных ученых: Артюхова И. И., Григорьева А. В., Дарьенкова А. Б., Загорского А. Е., Лукутина Б.В., Обухова С. Г., Степанова С. Ф., Хватова О. С., Шакаряна Ю. Г., Leong K., Sliga R., Ketabi A., Shuben Z, Delgado C. и др.

Анализ публикаций показал, что недостаточно изучены и исследованы динамические режимы работы ДГПЧВ на базе различных силовых топологий, в том числе ДГПЧВ на основе активного выпрямителя напряжения (АВН). Кроме того, требуют дополнительного исследования вопросы параллельной работы ДГПЧВ, разработки алгоритма и структуры систем управления ДГПЧВ в автономном и параллельном режимах работы, использования средств интеллектуального управления в составе систем регулирования и ряд других вопросов.

Исходя из вышеизложенного, целью диссертационной работы является разработка научного обоснования и технических решений по повышению эффективности дизель-генераторных установок в режимах как автономной, так и параллельной работы.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе поставлены следующие задачи исследования:

1. Разработка структур ДГПЧВ на базе различных силовых топологий, в том числе на базе АВН для режимов автономной и параллельной работы.

2. Разработка имитационных моделей ДГПЧВ на базе различных силовых топологий, в том числе на основе АВН для режимов автономной и параллельной работы.

3. Исследование динамических режимов работы ДГПЧВ на базе различных силовых топологий, в том числе на базе АВН для режимов автономной и параллельной работы.

4. Разработка алгоритма работы ЗЭР и структуры регулятора оборотов ДВС на базе нечеткого (fuzzy) ПИ-регулятора.

5. Оценка топливной экономичности при работе ДГПЧВ в режимах автономной и параллельной работы.

6. Экспериментальные исследования динамических режимов работы ДГПЧВ на опытной установке мощностью 3,2 кВт.

Методы исследования

В диссертационной работе использовались аналитические методы и сведения из теории электрических машин, преобразовательной техники, теории автоматического управления. Разработка имитационных моделей ДГПЧВ и исследование переходных процессов коммутации нагрузки выполнялись в компьютерной среде MatLab Simulink. Экспериментальное исследование проводилось на опытном образце ДГПЧВ мощностью 3,2 кВт.

Диссертационная работа выполнялась в рамках реализации государственного задания в сфере научной деятельности по соглашению с Минобрнауки РФ № 8.2668.2014/К о предоставлении субсидии от 18.06.2014 г. и по соглашению с Минобрнауки РФ № 14.574.21.0167 о предоставлении субсидии от 26.09.2017 г. (уникальный идентификатор проекта RFMEFI57417X0167).

Научная новизна:

1. Разработан вариант структуры ДГПЧВ, состоящий из ДВС переменной частоты вращения, синхронного генератора, активного выпрямителя напряжения, инвертора и др. элементов, отличающийся новизной технических решений и обеспечивающий работу ДВС в оптимальном с точки зрения потребления топлива режиме при автономной и параллельной работе электростанции.

2. Впервые разработаны имитационные модели ДГПЧВ на основе активного выпрямителя напряжения, отличающиеся от известных тем, что позволяют исследовать динамические режимы коммутации нагрузки с учетом ее величины и характера в режимах автономной и параллельной работы.

3. Разработан алгоритм управления ДГПЧВ, состоящей из ДВС переменной частоты вращения, синхронного генератора, преобразовательного оборудования и буферного накопителя энергии (БНЭ), отличающийся от известных алгоритмов тем, что обеспечивает работу ДГПЧВ в режимах автономной и параллельной работы.

4. Разработана структура и имитационная модель регулятора оборотов ДВС в составе ДГПЧВ, обладающая новизной технических решений и состоящая из нечеткого (fuzzy) ПИ-регулятора.

5. Впервые проведен анализ топливо-экономических показателей ДГПЧВ при параллельной работе.

Научная новизна результатов диссертационной работы подтверждена патентом РФ на изобретение.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в:

- разработке комплекса программ имитационного моделирования в пакете MatLab Simulink, позволяющих исследовать динамические режимы работы ДГПЧВ на базе различных силовых топологий, в том числе на базе АВН, с учетом величины и характера нагрузки при автономном и параллельном режимах работы электростанции;

- создании опытного образца генераторной установки переменной частоты вращения с задатчиком экономичного режима мощностью 3,2 кВт;

- использовании результатов выполненных исследований в АО «НПЦ «Электродвижение судов» (Санкт-Петербург) при разработке проектной документации электростанций судов с ДГПЧВ.

Реализация результатов работы:

Результаты работы были использованы:

- в ФАУ «Российский морской регистр судоходства» при разработке требований к судовым дизель-генераторным установкам переменной частоты вращения (вентильным генераторам) и для учета в классификационной деятельности Российского морского регистра судоходства;

- в учебном процессе кафедры «Электротехника и электрооборудование объектов водного транспорта» ФГБОУ ВО «ВГУВТ» при чтении лекций, проведении практических работ по курсам «Судовые автоматизированные электроэнергетические системы» в разделе «Качество электрической энергии», по дисциплине «Моделирование судового электрооборудования и средств автоматизации» в разделе «Применение средств моделирования в судовых электроэнергетических системах» для студентов очного и заочного обучения.

В работе автор защищает:

1. Структуры систем управления и имитационные модели трансформаторных и бестрансформаторных ДГПЧВ в том числе ДГПЧВ на базе АВН.

10

2. Системы управления, способы синхронизации и имитационные модели энергоэффективных электростанций, состоящих из ДГУ и ДГПЧВ, а также из двух ДГПЧВ.

3. Алгоритм коммутации электрооборудования электростанции, состоящей из ДГУ, ДГПЧВ и БНЭ. А также алгоритм коммутации электрооборудования электростанции, состоящей из двух ДГПЧВ и БНЭ.

4. Структуру системы автоматического регулирования АИН, обеспечивающую работу ДГПЧВ в автономном и параллельном режимах.

5. Структуру и имитационную модель РО ДВС на базе нечеткого (fuzzy) ПИ-регулятора.

Публикации и апробация работы:

По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 6 работ в журналах, рецензированных ВАК, и 1 работа в журнале, рецензированном SCOPUS. Получен патент РФ на изобретение.

Основные положения, результаты и выводы диссертационной работы были доложены и обсуждены на следующих научно-технических конференциях:

- ежегодная Всероссийская научно-техническая конференция "Актуальные проблемы электроэнергетики". Н. Новгород, НГТУ, 2017-2018;

- ежегодный Международный форум "Великие реки". Н. Новгород, ВГУВТ 2018-2020.

Объем и структура работы:

Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы из 130 наименований. Основная часть изложена на 139 страницах, содержит 77 рисунков и 5 таблиц.

Глава 1. ВАРИАНТЫ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНЫХ УСТАНОВОК ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

1.1 Принцип работы дизель-генераторной установки переменной частоты вращения

На рис. 1.1 показана структурная схема ДГУ с постоянной частотой вращения ДВС. Подобные ДГУ производятся отечественной и зарубежной промышленностью [100,101]. В данной структурной схеме имеется два контура автоматического регулирования: контур стабилизации выходного напряжения СГ и контур стабилизации частоты вращения вала ДВС. Блок СВ стабилизирует выходное напряжение СГ во всём диапазоне допустимых нагрузок за счёт управления величиной напряжения обмотки возбуждения (иВ). Сигналами обратной связи для блока СВ являются ток (1СГ) и напряжение (иСГ) СГ. Блок РО также выполняет функцию стабилизации частоты вращения ДВС в диапазоне допустимых нагрузок путем воздействия на органы управления ДВС. Сигналом обратной связи для блока РО служит значение частоты вращения вала ДВС (шдвс).

1а. Ьс

СВ ца.ь с

дчв

/

л

+

-О н

Рис. 1.1 Структурная схема ДГУ с постоянной частотой вращения ДВС

В качестве электрогенератора в классических ДГУ в основном используются синхронные генераторы [116]. ДВС могут быть бензиновые или дизельные. ДВС бензинового типа используются при малых мощностях (меньше 5 кВт). Запуск ДВС может производиться либо пневматически, либо с помощью электростартера.

Основными преимуществами данной ДГУ (рис. 1.1) являются простота устройства, относительно низкая стоимость и малые габариты. Благодаря этому подобные ДГУ распространены в всём мире. Необходимо отметить, что главным недостатком ДГУ является постоянная частота вращения вала ДВС независимо от величины нагрузки. Это приводит к неэффективному расходу топлива, а также к ускоренному износу ДВС. Дело в том, что при работе ДВС с нагрузкой меньше 25-30% от номинальной появляется значительная вероятность закоксо-вывания выхлопного трубопровода ДВС, коллектора, а также камеры сгорания. Всё это в значительной мере снижает надежность ДГУ и при частых запусках может произойти «хлопок» в выхлопной системе, что приведет к поломке ДВС.

Г кВт-Ч

Рис. 1.2 Обобщенная нагрузочная характеристика дизельного ДВС (и=сопв1;)

Рассмотрим изменение основных показателей ДВС при уменьшении нагрузки ниже номинальной. Основными показателями, характеризующими степень энергоэффектиности работы ДВС, являются расход топлива, эффективный и механический КПД. При постоянной частоте вращения вышеперечисленные показатели можно оценивать с помощью эффективной мощности N (рис. 1.2) [50,51 ], отражающей характер и величину нагрузки на валу. На рис. 1.2 представлена обобщенная нагрузочная характеристика дизельного ДВС. В режиме долевой нагрузки значение удельного расхода топлива ge минимально, что говорит о неоптимальном расходе топлива. Таким образом, при работе ДВС с постоянной частотой вращения вала в режиме долевых нагрузок наблюдается повышенный расход топлива (неоптимальный КПД).

Как правило, ДГУ работают в диапазоне нагрузок от 30 до 70% от номинальной. Для того чтобы определить энергоэффективную частоту вращения вала ДВС при конкретном значении нагрузки на валу, пользуются многопараметро-вой характеристикой данного ДВС. Многопараметровая характеристика дизельного ДВС строится в системе координат, в которой два основных показателя его работы меняются в зависимости от значения третьего, используемого в качестве параметра и остающегося постоянным [93].

На рис. 1.3 представлена обобщенная многопараметровая характеристика дизельного ДВС. Штрихпунктирная линия показывает зависимость эффективного давления Ре и эффективной мощности N от частоты вращения вала ДВС при минимальном удельном расходе топлива ge.

Таким образом, для обеспечения энергоэффективного режима работы ДГУ нужно регулировать частоту вращения вала ДВС и сохранять при этом требуемую частоту и величину выходного напряжения.

Рис. 1.3 Обобщенная многопараметровая характеристика дизельного ДВС

На сегодняшний день отечественные и зарубежные производители выпускают так называемые инверторные ДГУ. Структурная схема типичной инвер-торной ДГУ показана ниже (рис. 1.4). Основными узлами в данной схеме являются: СГПМ, повышающий трансформатор Т, выпрямитель В, понижающий ШИП, АИН, синус-фильтр Ф.

Принцип работы заключается в следующем. При изменении частоты вращения вала ДВС меняется частота и амплитуда напряжения на выходе СГПМ. Однако с помощью трансформатора Т, выпрямителя В и ШИП уровень напряжение звена постоянного тока поддерживается постоянным. Повышающий трансформатор создаёт запас по напряжению, а понижающий ШИП стабилизирует напряжение звена постоянного тока на заданном уровне. АИН и синус-фильтр Ф преобразуют постоянное напряжение в переменное синусоидальной формы со стабилизированными параметрами.

Таким образом, главным отличием инверторной ДГУ от ДГУ классического типа является наличие выпрямительно-инверторного блока. Благодаря этому появляется возможность регулировать частоту вращения ДВС при стабильном выходном напряжении требуемой частоты и амплитуды.

Pna 1.4 Структурная схема инверторной ДГУ

Так как стабилизация выходного напряжения инверторной ДГУ обеспечивается выпрямительно-инверторным блоком, то наличие контура возбуждения в системе управления СГ не является обязательным. Поэтому в качестве генератора в инверторных ДГУ может использоваться СГПМ. Также в инверторных ДГУ могут использоваться и асинхронные генераторы. При этом выпрями-тельно-инверторный блок должен создавать условия для генерирования реактивной энергии, необходимой для возбуждения асинхронного генератора.

Для компенсации «пиковых» нагрузок и при кратковременном увеличении мощности нагрузки к звену постоянного тока подключается БНЭ. БНЭ может быть различных типов: свинцово-кислотный, никель-кадмиевый и т.д.

Перейдем к рассмотрению принципа работы блока СУ инверторной ДГУ. Данный блок выполняет функцию стабилизации и расчёта частоты вращения ДВС в зависимости от нагрузки. В качестве сигналов обратной связи блок СУ использует следующие: частота вращения вала ДВС (^двс) и мощность нагрузки (Рн). Блок ТР выполняет функцию непосредственного воздействия на органы управления ДВС. Большинство промышленно выпускаемых инверторных ДГУ имеют две частоты вращения: номинальную и пониженную, которая вдвое меньше номинальной. Блок СУ анализирует величину мощности нагрузки и при уменьшении последней ниже определенного порога снижает частоту вращения ДВС вдвое. Для дальнейшего повышения энергоэффективности инверторных ДГУ предлагается использовать плавное регулирование частоты вращения ДВС в зависимости от мощности нагрузки. Для этого на блок СУ в качестве обратной связи необходимо добавить величину удельного расхода топлива ДВС ^е). В диссертационной работе под ДГПЧВ подразумевается инверторная ДГУ с плавным регулированием частоты вращения вала ДВС.

1.2 Варианты силовых топологий ДГПЧВ

Силовые топологии (структуры) ДГПЧВ можно разделить на трансформаторные и бестрансформаторные [90,92]. На рис. 1.5 показаны варианты трансформаторных ДГПЧВ выпрямительно-инверторного типа. В состав электрооборудования трансформаторной ДГПЧВ может входить обычный или высокочастотный трансформатор. Преимущество высокочастотного трансформатора состоит в том, что он имеет более низкие массогабаритные показатели. Однако в результате его применения усложняется структура преобразовательной части вследствие наличия двух выпрямительных и двух инверторных блоков.

Выпрямительно-инверторный блок в большинстве трансформаторных ДГПЧВ состоит из выпрямителя, понижающего ШИП и АИН. Также необходимо отментить, что наличие трансформатора в ДГПЧВ большой мощности сказывается не только на габаритах генераторной установки, но и на ее стоимости. В результате возрастает срок окупаемости ДГПЧВ по сравнению с бестрансформаторными топологиями ДГПЧВ.

Рис. 1.5 Варианты силовых топологий трансформаторных ДГПЧВ

На рис. 1.6 представлены варианты силовых топологий бестрансформаторных ДГПЧВ. Функцию повышающего трансформатора выполняет полупроводниковый преобразователь. Это может быть АВН, либо повышающий ШИП. Также функцию повышающего трансформатора может выполнять СГ специального исполнения с повышенным номинальным выходным напряжением статора.

Рис. 1.6 Варианты силовых топологий бестрансформаторных ДГПЧВ

Рассмотрим принцип работы и систему автоматического регулирования ДГПЧВ на базе различных силовых топологий. В качестве силовой топологии трансформаторного типа выбрана ДГПЧВ на базе понижающего ШИП (рис. 1.7).

Рис. 1.7 Структурная схема ДГПЧВ на базе понижающего ШИП

Управление ДВС осуществляется с помощью блоков ЗЭР, РО и ТР [100]. Данные блоки образуют систему управления ДВС. Задача блока СУ - обеспечивать энергоэффективную работу ДВС при работе в режимах долевых нагрузок. Для работы СУ необходимо измерять полную потребляемую мощность СГПМ, а также расход топлива и частоту вращения ДВС.

Рассмотрим принцип работы СУ ДВС. Блок ЗЭР вычисляет оптимальное значение частоты вращения ДВС, соответствующее минимальному потреблению топлива при текущей нагрузке на СГПМ. В основе работы ЗЭР, рассматриваемого в данной работе, лежит алгоритм градиентного спуска. Блок РО обеспечивает поддержание заданной частоты вращения вала ДВС. В его состав, как правило, входит ПИ-регулятор. Однако, могут использоваться и альтернативные способы стабилизации, например fuzzy ПИ-регулятор. Блок ТР осуществляет непосредственное управления частотой вращения ДВС. Его реализация зависит от типа ДВС. Если частота ДВС регулируется с помощью рейки топливного насоса, то блок ТР управляет положением рейки топливного насоса ДВС и представляет собой сервопривод.

Рассмотрим работу силовой части трансформаторной ДГПЧВ на базе понижающего ШИП (рис. 1.7). ШИП понижает и стабилизирует выпрямленное напряжение на уровне, который соответствует требуемому выходному напряжению ДГПЧВ. Блок управления ШИП представляет собой двухконтурную систему автоматического регулирования. Система управления ШИП построена по подчиненному принципу с внутренним контуром тока и внешним контуром напряжения. Использование подчиненного регулирования позволяет ограничить максимальный ток ШИП и тем самым предотвратить перегрузку СГПМ по току. Контур напряжения принимает сигнал обратной связи в виде действующего значения фазного выходного напряжения ДГПЧВ. Функция стабилизации тока и напряжения реализуется с помощью ПИ-регуляторов. АИН и синус-фильтр пре-

образуют постоянное напряжение в синусоидальное, которое подается на трансформатор Т, повышающий линейное напряжение на выходе синус-фильтра до 380 В. Управление силовыми ключами АИН осуществляется с помощью блока векторной ШИМ, который имеет два сигнала задания. Блок ГОН формирует сигнал для ШИМ, который служит заданием для частоты выходного напряжения АИН. Данный сигнал имеет пилообразную форму и изменяется от нуля до 2п с частотой 50 Гц. Также на блок ШИМ поступает задание на амплитуду выходного напряжения. В данном случае сигнал задания на амплитуду напряжения максимальный и постоянный.

В качестве силовой топологии бестрансформаторного типа рассмотрим ДГПЧВ на базе повышающего ШИП (рис. 1.8). В данной ДГПЧВ используется аналогичная СУ ДВС, что и в предыдущей трансформаторной ДГПЧВ.

Рассмотрим работу силовой части бестрансформаторной ДГПЧВ на базе повышающего ШИП (рис. 1.8). Функцию повышающего трансформатора здесь выполняет ШИП, который повышает выпрямленное напряжение до уровня 700 В. Система управления АИН в данной ДГПЧВ отличается от рассмотренной выше трансформаторной ДГПЧВ (рис. 1.7) и имеет один контур автоматического регулирования - контур напряжения. В качестве сигнала обратной связи используется действующее значения фазного выходного напряжения ДГПЧВ. В связи с тем, что в состав рассматриваемой ДГПЧВ входит БНЭ, напряжение звена постоянного тока должно быть стабилизированным. Данную задачу выполняет повышающий ШИП. Система управления ШИП построена по принципу подчиненного регулирования. В качестве сигнала обратной связи для контура тока служит значение тока дросселя ШИП. В качестве сигнала обратной связи для контура напряжения служит значение напряжения звена постоянного тока. В составе рассмотренной выше трансформаторной ДГПЧВ (рис. 1.7) не было БНЭ, поэтому не было необходимости стабилизировать напряжение звена постоянного тока.

Рис. 1.8 Структурная схема ДГПЧВ на базе повышающего ШИП

БНЭ применяется для стабилизации напряжения звена постоянного тока при «пиковых» нагрузках на ДГПЧВ [92, 94]. Также БНЭ используется для повышения генерирующей мощности установки, если мощность нагрузки кратковременно превышает мощность ДГПЧВ.

Задача БНЭ, помимо вышеперечисленных, состоит ещё и в том, чтобы исключить работу ДВС в долевых режимах при нагрузках меньше минимально допустимой (обычно 25-30% от номинальной мощности ДВС). Дело в том, что при работе ДВС с нагрузкой меньше 25-30% от номинальной происходит постепенное закоксовывание камеры сгорания ДВС, коллектора и выхлопной системы. При длительной эксплуатации ДВС в таких условиях есть высокая вероятность, что во время очередного запуска ДВС произойдет «хлопок» в камере сгорания. Это может привести к серьезной поломке ДВС и выходу ДГПЧВ из строя. Поэтому, резюмируя вышесказанное, для обеспечения надежной работы ДГПЧВ во всем диапазоне нагрузок необходимо использовать БНЭ мощностью, равной минимально допустимой нагрузке на дизельный ДВС (обычно 25-30% от номинальной мощности ДВС).

1.3 Имитационное моделирование ДГПЧВ на базе понижающего ШИП

В компьютерной среде MatLab Simulink была разработана имитационная модель трансформаторной ДГПЧВ на базе понижающего ШИП (рис. 1.9). На рис. 1.10 показана имитационная модель блока ДВС, состоящая из дизельного ДВС и его системы управления. Для моделирования дизельного ДВС использовался стандартный блок Generic engine. Технические характеристики модели дизельного ДВС приведены в табл. 1 и соответствуют параметрам дизеля KD4105.

Таблица 1 - Параметры модели дизельного ДВС

Мощность Pном, кВт Частота Пном, об/мин Частота nmax, об/мин Частота n*x, об/мин Удельное потребление топлива ge, г/кВт ч

40,2 1 500 2800 1000 255

Discrete. Ts = 2e-06 s

Pulse

U out

-А

«ос

-DC

~С

СУАИН

Нагрузка

Scope

powergui

Рис. 1.9 Имитационная модель трансформаторной ДГПЧВ на базе понижающего ШИП

NJ ЦП

1/(2000pi/30)

Рис. 1.10 Имитационная модель блока ДВС трансформаторной ДГПЧВ

Для стабилизации частоты вращения ДВС используется дискретный ПИ-регулятор. Расчет ПИ-регулятора ведется по методу трапеции и частота обработки значений в нем составляет 1 кГц. Сигнал рассогласования измеряется от 0 до 1 о.е. Задание на частоту вращения поступает с задачтика интенсивности и измеряется также в о.е. Сигнал обратной связи поступает с датчика частоты вращения (ДЧВ). В данном блоке ДВС есть датчик расхода топлива (ДРТ), который показывает величину удельного потребления топлива в единицах измерения г/кВт*ч.

Таблица 2 -Параметры модели СГПМ

Частота Напря- Мощность Частота Сопро- Сопро- Постоянная ли- Тип ро- Число

сети f же- 5ном, кВА ^ном, тивле- тивление нейного напря- тора пар

Гц ние Цно об/мин ние Ь.ф, Гн жения, В/1000 полю-

м, В Я.ф, Ом об/мин сов p

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кобяков Дмитрий Сергеевич, 2022 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Абрамович Б.Н., Круглый А.А. Возбуждение, регулирование и устойчивость синхронных двигателей. Л., Энергоатомиздат, 1983.

2. Алешков О.А. Повышение топливной экономичности первичного дизеля в составе многофункционального энерготехнологического комплекса оптимизацией скоростного режима: автореферат дисс. ... канд. техн. наук 05.04.02. АлтГТУ / О.А. Алешков. - Барнаул, 2009. - 16с.

3. Алексеев А.П., Чекменев Е.Е. Передвижные электростанции. - М.: Воениздат 1974г.

4. Анисимов Я. Ф. Судовая силовая полупроводниковая техника. Учебное пособие. - Л.: Судостроение, 1972.

5. Ануфриев И., Смирнов А., Смирнова Е. MATLAB 7. Наиболее полное руководство. - СПб.: БХВ, 2005.

6. Барский С.З. Некоторые вопросы теории и расчета автономного асинхронного генератора стабильной частоты // Электричество, 1966, № 8.

7. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами. - М.: Энергоатомиздат, 1988.

8. Безруких, П.П. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии./ П.П. Безруких, Ю.Д. Арбузов, Г.А. Борисов и др.// СПб.: Наука, 2002.

9. Барский А.Б. Нейронные сети: распознавание, управление, принятие решений. - М.: Финансы и статистика, 2004. - 176 с.: ил.

10. Бертинов А.И., Мизюрин С.Р., Бочаров В.В. Перспективы развития автономных систем генерирования переменного тока стабильной частоты // Электричество, 1988, № 10.

11. Бояр - Созонович С.П. Альтернативность асинхронных генераторов с конденсаторным возбуждением // Электричество, 1993, №12.

12. Ботвинник М.М., Шакарян Ю.Г. Управляемая машина переменного тока. - М: Наука, 1969.

13. Брускин Д.Э. Генераторы, возбуждаемые переменным током. - М.: Высш. шк., 1974.

14. Бурда Е. М. Статические и динамические режимы электроприводов с машинами двойного питания малой мощности. дисс. ... канд. техн. наук 05.09.03 ГПИ им. А.А. Жданова / Е.М. Бурда. - Горький, 1986.

15. Вишневский Л.В. Пасс А.Г. Системы управления асинхронными генераторными комплексами. Киев, Одесса: "Лыбидь",1990.

16. Вольдек А. И., Попов В. В. Электрические машины. Машины переменного тока. Учебник. - СПб.: Питер, 2008.

17. Вольский С. И. Бесконтактная система генерирования переменного тока стабильной частоты с транзисторным преобразователем частоты // Транзисторная энергетическая электроника: Тематический сборник. М.: МАИ, 1990.-С. 66-70

18. Галушкин А.И. Теория нейронных сетей. Кн. 1: Учебное пособие для вузов - М.: ИПРЖ, 2000. - 416 с.: ил

19. Герасимов А., Толмачёв В., Уткин А. Дизель - генераторные электростанции. Работа при переменной частоте дизеля. Статья. // Новости электротехники, 2005, №4.

20. Герман-Галкин С. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в МАТЬАВ 6.0. - СПб.: Корона принт, 2001.

21. Гультяев А. Визуальное моделирование в среде Ма^аЬ.

22. Данилов А. Компьютерный практикум по курсу "Теория управления". Simulink-моделирование в среде МаАаЬ. МГУИЭ, 2002.

23. Дарьенков А.Б., Хватов О.С. Автономная высокоэффективная элек-трогенерирующая электростанция // Тр. Нижегородского государственного технического университета. Т. 77, Н. Новгород, 2009. - с. 68-72.

24. Двигатели внутреннего сгорания: теория поршневых и комбинированных двигателей. / Под ред. А. С. Орлина, М. Г. Круглова. 4 - е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983.

25. Дизели. Справочник. / Под ред. В. А. Ваншейдта. - М - Л.: Машиностроение, 1964.

26. Дунаевский С. Д., Крылов О. А., Мазия Л. В. Моделирование элементов электромеханических систем. - М. - Л.: Энергия, 1966. - 304с.

27. Ефимов А.А., Шрейнер Р.Т. Активные преобразователи в регулируемых приводах переменного тока / Под общей ред. д-ра техн. наук, проф. Р.Т. Шрейнера. Новоуральск: Изд-ва НГТИ, 2001. -250 с.

28. Жианчанг Мао, Энил Джейн Введение в искусственные нейронные сети. «Открытые системы», № 04, 1997.

29. Загорский А.Е., Шакарян Ю.Г. Управление переходными процессами в электрических машинах переменного тока. - М.: Энергоатомиздат, 1986

30. Загорский А.Е., Шакарян Ю. Г. Автономный источник электропитания стабильной частоты (варианты). Патент на полезную модель № 34817, опубл. 10.12.2003.

31. Загорский А.Е., Ливинский А.П. Редбко И.Я., Шакарян Ю.Г. Автономная электростанция. Патент на полезную модель № 75794, опубл. 20.08.2008, бюл. № 23.

32. Загорский А.Е., Шакарян Ю.Г., Ливинский А.П., Юняев В.П. Автономная электростанция. Патент на полезную модель № 45056, опубл. 10.04.2005, бюл. № 10.

33. Захаров П.А., Ошмарин О.Н., Хватов О.С. Асинхронные генераторные комплексы // Тез. докл. международной НТК - Восьмые Бенардовские чтения. ИЭУ, Иваново, 1996.

34. Иванов Г.М., Онищенко Г.Б. Автоматизированный электропривод в химической промышленности. - М.: Машиностроение, 1975.

35. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем: Учебник. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1978.

36. Кобяков Д.С. Цифровые системы управления электроприводами // НГТУ: АПЭ. - 2017.

37. Казовский Е.Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1962.

38. Каллан Р. Основные концепции нейронных сетей.: Пер. с англ. - М.: Изд. дом "Вильямс", 2001. - 287с. :ил.

39. Кац А. М. Автоматическое регулирование скорости двигателей внутреннего сгорания. - М. - Л.: Машгиз, 1956.

40. Кицис С.И. Переходные процессы емкостного самовозбуждения асинхронного генератора под нагрузкой // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1977, № 4.

41. Ключев В. И. Теория электропривода. - М.: Энергоатомиздат, 1985.

42. Ковач К.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока. - М., Госэнергоиздат, 1963.

43. Копылов И. П. Электрические машины. - М.: Логос, 2000.

44. Костырев М.Л., Скороспешкин А.И. Автономные асинхронные генераторы с вентильным возбуждением. - М.: Энергоатомиздат, 1993.

45. Комашинский В. И., Смирнов Д. А. «Нейронные сети и их применение в системах управления и связи» . - М.: Горячая линия - Телеком, 2003. - 94 с.

46. Красношапка М.П. Генераторы переменного тока стабильной и регулируемой частоты // Техника, 1974.

47. Крутов В.И. Автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания: Учебное пособие для втузов. - М.: Машиностроение, 1979. - 615 с., ил.

48. Куропаткин П.В. Теория автоматического управления. М.:Высшая школа, 1973.

49. Лазарев Ю. Моделирование процессов и систем в MATLAB. Учебный курс. - СПб.: БХВ - Петербург, 2005.

50. Левин М. И. Автоматизация судовых дизельных установок. - Л.: Судостроение, 1969.

51. Левин М. И. Автоматизация дизель - генераторных установок. - М. -Л.: Машгиз, 1963.

52. Ледовский А.Н. Электрические машины с высококоэрцитивными постоянными магнитами. - М.: Энергоатомиздат,1985.

53. Лукутин Б. В. Режимы работы синхронных и асинхронных генераторов микрогидроэлектростанций: автореферат дисс. докт. техн. наук / Б.В. Ла-кутин. - Екатеринбург, 1993.

54. Михайлов В.А. Автоматизированные электроэнергетические системы судов. - Л.: Судостроение, 1977. - 512 с., ил.

55. Моин В. С. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М.: Энергоатомиздат; 1986.

56. Овсянников М. К., Петухов В. А. Дизели в пропульсивном комплексе морских судов. Справочник. - Л.: Судостроение, 1987.

57. Онищенко Г.Б., Локтева И.Л. Асинхронные вентильные каскады и двигатели двойного питания. - М.: Энергия, 1979.

58. Онищенко, Г.Б. Развитие энергетики России. Направления инновационно - технологического развития / Г.Б. Онищенко, Г.Б. Лазарев // - М.: Рос-сельхозакадемия, 2008.

59. Онищенко Г.Б., Шакарян Ю.Г., Локтева И.Л. Некоторые принципы синтеза систем регулирования электропривода переменного тока // Электрификация и автоматизация промышленных установок, 1978, вып.118.

60. Орлов, А.В. Перспективы создания дизель-электрических установок с переменной частотой вращения / А.В. Орлов, В.А. Путятинский, В.В. Сапожников // Судостроение, № 10, 1976, с.28-29.

61. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации. Пер. Ру-динский И.Д. Москва «Финансы и статистика» 2002. -344с.:ил.

62. Петровский Н. В. Основы проектирования судовых дизельных установок - Л.: Судостроение, 1965.

63. Платов Ю. И. Инновационный менеджмент: Метод. указ. для вып. практ. работы. - Н. Новгород.: Изд - во. ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2005

64. Принципы построения систем регулирования электроприводов с двигателями переменного тока / И.Л. Локтева, Г.Б. Онищенко, Т.В. Плотникова, Ю.Г. Шакарян // Электричество. 1978. № 5.

65. Попов Е. П. Динамика систем автоматического регулирования. - М.: Гостехтеоретиздат, 1954.

66. Преображенский А. В. Теория автоматического управления. Чать 3. Конспект лекций для студентов очного и заочного обучения. - Н. Новгород.: Изд - во ФГОУ ВПО ВГАВТ, 2002.

67. Радин В. И., Загорский А. Е., Белоновский В. А. Электромеханические устройства стабилизации частоты. -М.: Энергоиздат, 1981. 168 с

68. Радин В.И., Загорский А.Е., Шакарян Ю.Г. Управляемые электрические генераторы при переменной частоте. - М.: Энергия, 1978.

69. Розанов Ю.К. Основы силовой электроники. - М.: Энергоатомиздат, 1992 г.

70. Степанов С.Ф., Коваленко В.В., Коваленко П.В. Малая многотопливная автономная электрогенерирующая установка // Вопросы электротехнологии. - 2018. - № 3. - С. 66-72.

71. Современные микроконтроллеры: Архитектура, средства проектирования, примеры применения, ресурсы сети Интернет. Под ред. Коршуна И.В. М.: Аким, 1998.

72. Титов В.Г. Асинхронно-вентильные нагружающие устройства для испытаний двигателей внутреннего сгорания (теория, исследование и разработка): Автореф. дисс. доктора техн. наук. Москва, 1990.

73. Титов В.Г., Хватов О.С. Автономный генератор по схеме машины двойного питания // Электротехника, 1998, № 8.

74. Титов В. Г., Хватов О.С. Электропривод на основе асинхронной машины и тиристорного преобразователя в роторной цепи /Тез. докл. к 9 ТК конференции "Электроприводы переменного тока с полупроводниковыми преобразователями"/ УПИ, Екатеринбург, 1992.

75. Титов В.Г., Хватов О.С. Стабилизация параметров электроэнергии МДП-генератора // Электричество, 2001, № 8.

76. Титов В.Г., Хватов О.С. Электротехнические комплексы на основе машины двойного питания // Тез. докл. 3 Международной (14 Всероссийской) НТК конференции по автоматизированному электроприводу, Н.Новгород, 2001.

77. Титов В.Г., Хватов О.С., Ошмарин О.Н. Расчет источника реактивной мощности автономного МДП-генератора // Электротехника, 2001, № 7.

78. Титов В.Г., Хватов С.В. Асинхронный вентильный каскад с управляемым роторным блоком вентилей // ГПИ, Горький, 1978.

79. Титов В. Г., Хватов О.С. Генераторные комплексы на основе машины двойного питания // Тез. докл. 12 НТК конференции "Электроприводы переменного тока с полупроводниковыми преобразователями", Екатеринбург, 2001.

80. Титов В.Г., Кобяков Д.С. Цифровой электропривод на базе бесколлекторного двигателя постоянного тока // НГТУ: АПЭ. - 2017.

81. Торопцев Н.Д., Асинхронные генераторы автономных систем. - М.: НТФ «Энергопрогресс», Энергетик, 2004.

82. Торопцев Н.Д. Авиационные асинхронные генераторы. М.: Транспорт, 1970.

83. Трещев Н.И. Методы исследования электромагнитных процессов в машинах переменного тока. - М.-Л.: Энергия, 1969.

84. Урусов И.Д. Линейная теория колебаний синхронной машины. Изд-во АН СССР, 1960.

85. Фёдоров О. В. Инновационные ресурсосберегающие решения и их экономические оценки: Учебное пособие. - М.: Инфра-М, 2003.

86. Хватов О. С., Кобяков Д. С. Повышение эффективности дизель-генераторной электростанции // Электротехника. - 2020. № 12. - С. 25-31.

87. Хватов О. С., Кобяков Д. С., Юрлов М. Е. Электростанция на базе

дизель-генераторной установки переменной частоты вращения и буферного

129

накопителя энергии // Вестник АГТУ. Морская техника и технология. - 2020. № 3. - С. 71-81.

88. Хватов О. С., Тарпанов И.А., Кобяков Д. С. Дизель-генераторная электростанция с вентильным генератором по схеме машины двойного питания // Вестник АГТУ. Морская техника и технология. - 2020. № 3. - С. 82-90.

89. Хватов О. С., Бурда Е.М., Тарпанов И.А., Дарьенков А. Б., Кобяков Д.С. Параллельная работа дизель-генераторных установок постоянной и переменной частоты вращения // Вестник АГТУ. Морская техника и технология. -2018. №1. - С. 93-99.

90. Хватов О. С., Кобяков Д.С. Моделирование переходных процессов дизель-генераторной установки переменной частоты вращения на базе активного выпрямителя напряжения // Вестник АГТУ. Морская техника и технология. - 2019. №3. - С. 94-104.

91. Хватов О. С., Дарьенков А. Б., Кобяков Д. С., Кшталтный Н. И., Юрлов М. Е. Моделирование переходных процессов в дизель-генераторной установке переменной частоты вращения с буферным накопителем энергии // Труды НГТУ. - 2019. №1 (124). - С. 130-137.

92. Хватов О.С., Тарпанов И.А., Кобяков Д.С., Юрлов М.Е. Дизель - генераторный комплекс переменной частоты вращения с буферным накопителем // Великие реки. - 2019. №8.

93. Хватов О.С., Тарпанов И.А., Кобяков Д.С., Юрлов М.Е. Моделирование параллельной работы дизель-генераторных установок постоянной и переменной частоты вращения. // Великие реки. - 2019. №8.

94. Хватов О.С., Тарпанов И.А., Кобяков Д.С., Юрлов М.Е., Будилов И.С. Автономная электростанция на основе дизель-генераторной установки переменной частоты вращения с буферным накопителем энергии// Великие реки. -2018. №7.

95. Хватов О.С., Кобяков Д.С., Крылов А.В., Юрлов М.Е. Моделирование переходных процессов дизель - генераторных установок постоянной и переменной частоты вращения при параллельной работе // НГТУ: АПЭ. - 2018.

130

96. Хватов О.С., Кобяков Д.С., Юрлов М.Е. Дизель - генераторная электростанция переменной частоты вращения на базе активного выпрямителя напряжения и буферного накопителя энергии // Великие реки. - 2020. №9.

97. Хватов О.С., Сугаков В.Г, Кобяков Д.С., Варламов Н.С. Автономная двухагрегатная электростанция. Патент на изобретение № 2724104, H02J 3/34. Опубликовано: 22.06.2020 Бюл. № 18.

98. Хайкин С., Нейронные сети: Полный курс - М.: Вильямс, 2006.

99. Хватов О.С. Электротехнические комплексы генерирования электрической энергии на основе машины двойного питания. Автореф. дисс. доктора техн. наук. Иваново, 2001.

100. Хватов О.С., Дарьенков А.Б., Поляков И.С. Модель задатчика экономичного режима работы дизель-генераторной установки переменной частоты вращения. Материалы научно-технической конференции "Актуальные проблемы электроэнергетики". НГТУ, Н. Новгород, 2010 г.

101. Хватов О.С., Дарьенков А.Б., Поляков И.С. Электротехнический комплекс генерирования электрической энергии на основе дизель-генераторной установки переменной частоты вращения с интеллектуальной системой управления. ИСТ-2010. Тезисы докладов. НГТУ 2011 г.

102. Хватов О.С. Методика оценки экономии топлива в единых электростанциях автономных объектов на базе двигателей внутреннего сгорания переменной скорости вращения / О.С. Хватов, А.Б. Дарьенков, И.С. Самоявчев // Материалы научно-технической конференции «Актуальные проблемы электроэнергетики» / НГТУ, Н. Новгород, 2012. - с. 84-90

103. Хватов О. С., Титов В.Г. Генераторные комплексы на основе машины двойного питания. Тезисы. // Материалы 12-й всероссийской НТК «Электроприводы переменного тока с полупроводниковыми преобразователями», Екатеринбург, 2001.

104. Хватов О.С., Бурмакин О.А., Тарасов И.М., Динамические режимы автономной судовой валогенераторной установки на основе генератора по схеме машины двойного питания. // Вестник ВГАВТ, 2006, Выпуск 20.

105. Хватов О.С. Управляемые генераторные комплексы на основе машины двойного питания./НГТУ, Н. Новгород, 2000.

106. Хватов О.С. Электромеханические процессы в судовой валогенера-торной установке на основе машины двойного питания. Учебное пособие. / ВГАВТ, Н. Новгород, 2001.

107. Хватов, О.С. Дизель-генераторная электростанция с переменной частотой вращения вала / О.С. Хватов, А.Б. Дарьенков, И.М. Тарасов // Вестник Ивановского государственного технического университета. Иваново. 2010. Вып. 2. с. 53-56.

108. Хватов С.В., Титов В.Г. Управляемые автономные асинхронные генераторы для малой энергетики. // Проблемы создания и эксплуатации новых типов электроэнергетического оборудования. Вып.6 / Отдел электроэнергетических проблем, Российская Академия Наук, СПб., 2004.

109. Хватов С.В., Горланов М.Л, Залетнов С.Е., Стабилизация частоты и амплитуды напряжения автономного МДП-генератора // научно техническая конференция «Актуальные проблемы электроэнергетики». Н. Новгород, НГТУ, 2000.

110. Хватов С.В., Горланов М.Л. Анализ влияния трансформаторной ЭДС статора на динамические режимы автономного генераторного комплекса на основе машины двойного питания // научно техническая конференция «Актуальные проблемы электроэнергетики». Н. Новгород, НГТУ, 2002.

111.Хватов С.В., Краилин В.Ф., Горланов М.Л., Залетнов С.Е., Захаров П.А. Динамические режимы работы асинхронно-вентильных систем // Труды III Международной (XIV Всероссийской) научно-технической конференции по автоматизированному электроприводу «АЭП-2001». Н. Новгород, НГТУ, 2001г.

112. Чиженко И. М., Руденко В. С., Сенько В. И., Основы преобразовательной техники. -М.: Высшая школа, 1980.

113. Шакарян Ю.Г. Асинхронизированные синхронные машины. - М.: Энергоатомиздат, 1984.

114.Шакарян Ю.Г. Перспективы применения силовых полупроводниковых преобразователей в системах генерирования электроэнергии // Новые технологии, 1999, № 2.

115. Шипилло В.П. Автоматизированный вентильный электропривод. -М.: Энергия, 1969. -400 с.

116. Шакарян Ю.Г., Плотникова Т.В. Синтез функций регулирования асинхронизированных синхронных машин с использованием теории инвариантности.// Известия АН СССР. Энергетика и транспорт, 1980, № 3.

117. Штерн В.И., Самойлов А.А. Дизель-генераторы переменного тока напряжением до 400 В -М.: Энергия, 1980.

118. Anderson, J.A. & Rosenfeld, E. (eds). Neuro computing: Foundations of Research (MIT Press, Cambridge, 1988).

119. Astrom K.J., Wittenmark B. Adaptive control. Dover Publications; 2 edition (December 18, 2008), 592 с.

120. Bishop, C.M. Pattern Recognition and Machine Learning (Springer, New York, 2006).

121. Bishop, C.M. Neural Networks for Pattern Recognition (Oxford University Press, Oxford, 1995).

122. Brand A. Der Netztakumriechter. - Bulletin des schweizrischen electro-technischen Vereins, 1971, Ив 62, Jg N 15.

123. Hertz, J.A., Krogh, A. & Palmer, R. Introduction to the Theory of Neural Computation (Addison-Wesley, Redwood City, 1991).

124.Khvatov O.S., Kobyakov D.S. Increasing the efficiency of a diesel-generator power plant // Russian Electrical Engineering. - 2020. - Vol. 91, №12. - pp. 742-748.

125. M. Lampersberg Control system for the voltage sourse DC link converter in the rotor circuit of a slip ring induction machine.: EPE-97, Trondheim, 1997.

126.Maldonado Micjel A., Iden Steven M. Experimental cascaded doubly feed variable speed constant frequency generator system // SAE Techn. Pap. Ser. ISSN/ISSN 0148.-1988.-P. 1-7

127. N. Reitiere, L. Gerbaund, P.J. Chrzan, D. Roye, P. Mannevy Modeling and simulation of induction motor drive under inverter fault operations: EPE-97, Trondheim, 1997.

128. N. Patin, E. Monmasson, J.-P. Louis, Control of a stand-alone variable speed constant frequency generator based on a doubly-fed induction machine, in EPE Journal, Vol. 16, No. 6, pp. 37-43, Dec. 2006.

129. Sankar K. Pal, Sushmita Mitra, Multilayer Perceptron, Fuzzy Sets, and classification //IEEE Transaction on Neural Networks, Vol.3, N5, 1992.

130. W. Thomas Miller, Paul J. Werbos, Richard S. Sutton, Neural Networks for Control. MIT Press, 1995, 524 c.

Приложение 1

АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ КАНДИДАТСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ И ДОКУМЕНТЫ АВТОРСКОГО ПРАВА

Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волжский государственный университет водного транспорта" (ФГБОУ ВО ВГУВТ) (ЯП)

' ^Л - Ж ' Ж*- I 1 'V '

Авторы: Хватов Олег Станиславович (ЯП), Сугаков Валерий Геннадьевич (7?69, Кобяков Дмитрий Сергеевич (ЯП), Варламов Никита Сергеевич (Я11)

¡к. Заявка № 2019143552

Дата государственной регистрации в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 22 июня 2020 Г.

г

«г Срок действия исключительного права К^ на изобретение истекает 20 декабря 2039 г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности

НА И зоб П ГЕН 11 Е

№ 2724104

Приоритет изобретения 20 декабря 2019 г.

ГГ . Ивлиев

у^шшшшшшшшшщшш^шшшшшштшш^^ш^шшшшт

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

(19)

ки

(11)

2 724 104 ,3) С1

о ^

о

см см

Э

а:

(51) МПК НОИ 334 (2006.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

<|2> ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

(52)СПК

НОИ3/34 (2020.02)

(21)(22) Заявка: 2019143552. 20 12.2019

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

20.12.2019

Дата регистрации:

22.06.2020

Приоритеты):

(22) Дата подачи заявки: 20.12.2019

(45) Опубликовано: 22 06.2020 Б юл. .4,18

Адрес для переписки:

603951. г Нижний Новгород, ул Нестерова, 5а. ФГБОУ ВО 'ВГУВТ'. Хватову Олегу Станиславовичу

(72) Автор) ы):

Хватов Олег Станиславович (К1Г). Сугаков Валерий Геннадьевич |Ки). Кобяков Дмитрий Сергеевич (1Ш). Варламов Никита Сергеевич (1Ш)

(73) Патент ообладателыи): Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования 'Волжский государственный университет водного транспорта' (ФГБОУ ВО ВГУВТ) (Ии)

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1Ш 2412513 С1. 20.02:2011 Ни 2174191 С1.27092001 \*0 9006613 А1. 14061990.

(54) АВТОНОМНАЯ ДВУХАГРЕГАТНАЯ ЭЛЕКТРОСТ АНЦИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для передачи электроэнергии между сетями с частотами, отличающимися одна от другой, и может быть использовано в автономных источниках электрической энергии. Технический результат заключается в повышении энергоэффектнвности в более широком диапазоне мощностей нагрузки. Электростанция содержит первый ЭА I с переменной частотой, который имеет ДВС 2, синхронный генератор 3, регулятор частоты вращения <РЧВ> 4 вала ДВС, блок 5 формирования экономичной частоты вращения, блок 6 возбуждения генератора, управляемый выпрямитель 7, блок К стабилизации напряжения, сглаживающий фильтр-накопитель 9, датчик

мощности 10, автономный инвергор напряжения 11, задатчик 12 частоты, трансформатор 13. Второй ЭА 14 имеет ДВС 15 с постоянной частотой вращения вала, РЧВ 16. синхронный генератор 17 с блоком 1К возбуждения, датчик 19 активной мощности и выключатель 20. Датчик мощности 10 и датчик активной мощности 19 имеют цифровые выходы. Кроме того, схема содержит сннхрони<атор 21, первый 22, второй 23 и третий 24 числовые компараторы, задающий регистр 25, сумматор 26, нагрузку 27, блок 2Н автоматического управления вторым ЭА, первый 29 и второй 30 логические элементы И. ЭА 1 и 4 имеют одинаковые номинальные мощности Риом1=Рцом:Т,м- 2 ил.

Я

с

ю м

О А

О